JP3940087B2 - オイルクーラ制御方法およびオイルクーラ制御装置 - Google Patents
オイルクーラ制御方法およびオイルクーラ制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3940087B2 JP3940087B2 JP2003030709A JP2003030709A JP3940087B2 JP 3940087 B2 JP3940087 B2 JP 3940087B2 JP 2003030709 A JP2003030709 A JP 2003030709A JP 2003030709 A JP2003030709 A JP 2003030709A JP 3940087 B2 JP3940087 B2 JP 3940087B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- oil
- outside air
- hydraulic oil
- hydraulic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧回路の作動油を冷却するオイルクーラ制御方法およびオイルクーラ制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
油圧ショベルなどの作業機械は、油圧シリンダおよび油圧モータなどを作動油により作動する油圧回路を備えており、この油圧回路の作動油は、負荷運転の時間経過とともに温度上昇するが、作動油は、過剰に温度上昇すると油質が劣化したり、油圧回路部品に悪影響を与えるので、作動油を冷却するためのオイルクーラが、エンジン冷却水用のラジエータとともに設置されている。
【0003】
例えば、エンジン冷却水用のラジエータおよび作動油冷却用のオイルクーラへ送風する共通の冷却ファンと、この冷却ファンを回転駆動するための油圧モータと、この油圧モータの回転速度を制御する切換弁と、冷却水の温度を検出する水温センサおよび作動油の温度を検出する油温センサからの出力信号に基づいて切換弁に制御信号を出力するコントローラとを備えた建設機械の冷却制御装置がある。
【0004】
この冷却制御装置は、エンジン冷却水の水温を設定温度80〜90℃以下、また作動油の油温を設定温度70〜80℃以下となるように制御するもので、エンジンが始動すると、水温センサ、油温センサからの出力信号がコントローラに入力され、水温および油温が、それぞれ前記設定温度に達しない状態においては、コントローラは切換弁により、冷却ファンの油圧モータが停止または低速回転するように制御することで、冷却ファンによる送風量がオーバクールとならないようにし、また、水温および油温が前記設定温度に達すると、冷却ファンの油圧モータを始動または増速させるように制御している(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−49427号公報(第3〜4頁、図1〜3)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
これに対し、作動油の温度が低いにもかかわらず、運転開始から冷却ファンを最高回転速度で駆動すると、オーバクールとなり、作動油の温度が低温に維持される時間が長く、低温による高粘度の作動油が、油圧ポンプにおける吸入抵抗の増加、吐出量の減少による油圧馬力の低下を生じさせ、また制御弁における応答の時間遅れを生じさせ、これらによって作業機械の操作性が損われる。
【0007】
一方、前記冷却制御装置は、水温および油温が前記設定温度(水温80〜90℃、油温70〜80℃)に達すると、冷却ファンの回転速度を始動または増速させるように制御するので、次のような問題を生じている。
【0008】
例えば、オイルクーラは、放熱性に優れたアルミニューム製を用いることが望ましいが、70〜80℃もの高温に達した状態のオイルクーラに対して、始動または増速された冷却ファンから強い冷風が供給されると、アルミニューム製のオイルクーラに熱歪が発生し、オイルクーラからの油洩れなどの原因となる。
【0009】
特に、寒冷地では、外気に晒されるオイルクーラ材の表面と、高温の作動油に晒されるオイルクーラ材の内面との間に大きな温度差が生じるため、オイルクーラ材に大きな熱歪が発生し、亀裂や破損による油漏れ故障を起しやすくなる問題が生じている。
【0010】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、外気の温度変化に対応して、オイルクーラの熱歪による油漏れを防止できるオイルクーラ制御方法およびオイルクーラ制御装置を提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載された発明は、油圧回路の作動油を冷却するオイルクーラに冷風を供給する可変速ファンの回転速度を制御するオイルクーラ制御方法であって、外気の温度を検出し、検出された外気の温度が一定の低温領域内にあるときは外気の温度に所定温度を加算した可変温度を作動油制御目標温度として可変速ファンの回転速度を制御するオイルクーラ制御方法であり、検出された外気の温度が一定の低温領域内にある場合は、それに応じて低く設定された作動油制御目標温度を達成するように可変速ファンの回転速度を制御するので、一定の作動油設定温度を境に可変速ファンが始動または増速されることがなく、これにより、可変速ファンから供給された外気に晒されるオイルクーラ表面と、作動油に晒されるオイルクーラ内面との間の温度差も、さほど大きくならないため、オイルクーラに大きな熱歪が発生せず、熱歪による油漏れ故障を防止できる。
【0012】
請求項2に記載された発明は、請求項1記載のオイルクーラ制御方法において、検出された外気の温度が一定の低温領域を超えるときは低温領域内で最も高い一定の作動油制御目標温度を作動油制御目標温度として可変速ファンの回転速度を制御するオイルクーラ制御方法であり、検出された外気の温度が一定の低温領域を超える高温領域にある場合は、作動油の温度を一定の作動油制御目標温度を達成するように可変速ファンの回転速度を制御することで、過剰な温度上昇によって引起される作動油の劣化や、オイルクーラの熱歪による油漏れ故障を防止できる。
【0013】
請求項3に記載された発明は、油圧回路の作動油を冷却するオイルクーラに冷風を供給する可変速ファンの回転速度を制御するオイルクーラ制御装置であって、外気の温度を検出する外気温度検出手段と、外気温度検出手段により検出された外気の温度が一定の低温領域内にあるときは外気の温度に所定温度を加算した可変温度を作動油制御目標温度として設定する目標温度設定手段と、作動油の温度を検出する作動油温度検出手段と、作動油温度検出手段により検出された作動油検出温度を目標温度設定手段により設定された作動油制御目標温度と一致させるように可変速ファンの回転速度を制御するファン回転速度制御手段とを具備したオイルクーラ制御装置であり、外気温度検出手段により検出された外気の温度が一定の低温領域内にある場合は、それに応じて目標温度設定手段により低く設定された作動油制御目標温度を達成するように可変速ファンの回転速度を制御するので、一定の作動油設定温度を境に可変速ファンが始動または増速されることがなく、これにより、可変速ファンから供給された外気に晒されるオイルクーラ表面と、作動油に晒されるオイルクーラ内面との間の温度差も、さほど大きくならないため、オイルクーラに大きな熱歪が発生せず、熱歪による油漏れ故障を防止でき、また、作動油温度検出手段により検出された作動油検出温度が極めて低い場合は、この作動油検出温度を、目標温度設定手段で設定された相対的に高温の作動油制御目標温度と一致させるように、ファン回転速度制御手段が可変速ファンの回転速度を低速に制御するので、可変速ファンの高速回転による過冷却を防止して作動油の低温を早期に解消でき、低温高粘度の作動油による操作性の低下を早期に解消できる。
【0014】
請求項4に記載された発明は、請求項3記載の目標温度設定手段が、外気温度検出手段により検出された外気の温度が一定の低温領域を超えるときは低温領域内で最も高い一定の作動油制御目標温度を作動油制御目標温度として設定するオイルクーラ制御装置であり、外気温度検出手段により検出された外気の温度が一定の低温領域を超える高温領域にある場合は、作動油の温度を一定の作動油制御目標温度を達成するようにファン回転速度制御手段により可変速ファンの回転速度を制御することで、過剰な温度上昇によって引起される作動油の劣化や、オイルクーラの熱歪による油漏れ故障を防止できる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図1乃至図3に示された一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
【0016】
図1(a)に示されるように、エンジン11により駆動されるメイン油圧ポンプ12の吐出ライン13は、油圧ショベルなどの作業機械を作動する油圧モータまたは油圧シリンダなどの油圧回路14に接続されている。
【0017】
この油圧回路14で仕事をした作動油は温度上昇するので、その作動油を作動油タンク15に戻す前に冷却するためのオイルクーラ16が設置されている。
【0018】
このオイルクーラ16は、エンジン冷却用のラジエータ17およびターボチャージャ吸気冷却用のインテークエアクーラ18と共用または個別の冷却ファンとしての可変速ファン19を備え、この可変速ファン19の外気吸引作用により外部から冷風の供給を受ける。
【0019】
この可変速ファン19は、エンジン11により駆動されるサブ油圧ポンプ21から供給された作動油により回転される油圧モータ22によって駆動される。
【0020】
サブ油圧ポンプ21は、コントローラ23からの制御信号に応じて動作するアクチュエータ24により制御される容量可変手段25を備えた可変容量型ポンプであり、容量可変手段25により可変制御されたポンプ容量に応じてポンプ吐出流量が変化するので、このポンプ吐出流量に応じて油圧モータ22の回転速度を可変制御でき、この油圧モータ22により駆動される可変速ファン19の回転速度も可変制御できる。
【0021】
コントローラ23には、レバー中立状態が一定時間継続されると、エンジン11の回転速度を一定の低速に自動制御する制御装置(AEC)が内蔵され、この制御装置を機能させるためのスイッチ27が接続されている。
【0022】
さらに、コントローラ23には、外気の温度を検出する外気温度検出手段としての外気温度センサ28と、作動油の温度を検出する作動油温度検出手段としての作動油温度センサ29とが、それぞれ接続されている。
【0023】
外気温度センサ28は、例えば油圧ショベルの場合は上部旋回フレームの周縁スカート部などに設置し、また、作動油温度センサ29は、例えば作動油タンク15に設置することが望ましいが、オイルクーラ16の出口部に設置しても良い。
【0024】
図1(b)は、オイルクーラ制御装置を示し、外気の温度を検出する前記外気温度センサ28と、作動油の温度を検出する前記作動油温度センサ29とに加えて、目標温度設定手段31と、ファン回転速度制御手段32とを備えている。
【0025】
コントローラ23は、外気温度センサ28により検出された外気の温度から目標温度設定手段31が決定した作動油制御目標温度と、作動油温度センサ29により検出されてフィードバックされた作動油検出温度との誤差を演算するための比較器33を備え、この比較器33から出力された誤差信号Eがファン回転速度制御手段32に入力されるフィードバック制御系を構成している。
【0026】
このファン回転速度制御手段32は、図1(b)に示されるように、作動油温度センサ29により検出された作動油検出温度を目標温度設定手段31により設定された作動油制御目標温度と一致させるように可変速ファン19の回転速度を制御するもので、コントローラ23内に設けられたファン回転速度演算部32aと、サブ油圧ポンプ21などに設けられた実行部32bとを備えている。
【0027】
ファン回転速度演算部32aは、例えば基礎となる回転速度Nefを有しており、前記誤差信号Eを例えば比例積分要素で演算処理して求めた回転速度により、基礎となる回転速度Nefを加減調整することで、目標とするファン回転速度を算出するものである。
【0028】
ファン回転速度制御手段32の実行部32bは、ファン回転速度演算部32aからのファン回転速度制御信号に応じて動作する前記アクチュエータ24によりサブ油圧ポンプ21の容量可変手段25を制御して、油圧モータ22の回転速度を可変制御することで、可変速ファン19の回転速度を可変制御する一連の機構である。
【0029】
図2に示されるように、前記の目標温度設定手段31は、外気温度センサ28により検出された外気の温度が一定の例えば20℃以下の低温領域内にあるときは、外気の温度に所定温度、例えば36℃を加算した可変温度を作動油制御目標温度として設定し、また、外気温度センサ28により検出された外気の温度が例えば20℃を超えるときは、20℃以下の低温領域内で最も高い一定の作動油制御目標温度、例えば56℃を作動油制御目標温度として設定するものである。なお、大気の温度が異常な高温状態まで上昇した場合は、大気の温度が上昇するにしたがって作動油制御目標温度を上昇させるようにしても良い。
【0030】
次に、図3に示されたフローチャートにより、コントローラ23による制御方法の一例を説明する。なお、図中の丸数字は制御手順を示すステップ番号である。
【0031】
外気温度センサ28により検出された外気の温度を読込み(ステップ1)、検出された外気の温度が一定の例えば20℃以下の低温領域内にあるか否かを判断し(ステップ2)、この一定の低温領域内にあるときは(ステップ2でYES)、外気の温度に所定温度、例えば36℃を加算した可変温度を作動油制御目標温度とし(ステップ3)、この作動油制御目標温度が達成されるように可変速ファン19の回転速度を制御する(ステップ4)。
【0032】
また、検出された外気の温度が20℃を超えたと判断したときは(ステップ2でNO)、低温領域内で最も高い一定の作動油制御目標温度すなわち56℃を作動油制御目標温度とし(ステップ5)、この作動油制御目標温度が達成されるように可変速ファン19の回転速度を制御する(ステップ4)。
【0033】
次に、この実施の形態の作用効果を説明する。
【0034】
外気温度センサ28により検出された外気の温度が、例えば20℃以下の一定の低温領域内にある場合は、それに応じて目標温度設定手段31により外気の温度に例えば36℃だけ加算された比較的低温の作動油制御目標温度が設定され、この作動油制御目標温度を達成するように、ファン回転速度制御手段32が、コントローラ23のファン回転速度演算部32aからの制御信号に応じて動作する実行部32bのアクチュエータ24により、サブ油圧ポンプ21の容量可変手段25を制御することで、油圧モータ22の回転速度すなわち可変速ファン19の回転速度を制御する。
【0035】
このように外気の温度が低いほど制御目標温度が低く設定され、この制御目標温度がファン回転速度制御手段32により達成されるので、一定の作動油設定温度を境に可変速ファン19が始動または増速されることがなく、これにより、可変速ファン19から供給された外気に晒されるオイルクーラ16の表面と、作動油に晒されるオイルクーラ16の内面との間の温度差も、さほど大きくならないため、オイルクーラ16に大きな熱歪が発生せず、熱歪による油漏れ故障を防止できる。
【0036】
一方、外気温度センサ28により検出された外気の温度が一定の例えば20℃を超える高温領域にある場合は、作動油の温度を一定の作動油制御目標温度、例えば56℃を達成するようにファン回転速度制御手段32が可変速ファン19の回転速度を制御することで、過剰な温度上昇によって引起される作動油の劣化や、オイルクーラ16の熱歪による油漏れ故障を防止できる。
【0037】
また、作動油温度センサ29により検出された作動油検出温度が極めて低い場合は、この作動油検出温度を、目標温度設定手段31で設定された相対的に高温の作動油制御目標温度と一致させるように、ファン回転速度制御手段32が可変速ファン19の回転速度を低速に制御するので、可変速ファン19の高速回転による過冷却を防止して作動油の低温を早期に解消でき、低温高粘度の作動油による操作性の低下を早期に解消できる。
【0038】
これに対して、作動油検出温度が極めて低いにもかかわらず、運転開始から可変速ファン19を最高回転速度で駆動すると、作動油の温度が低温に維持される時間が長く、低温による高粘度の作動油が、メイン油圧ポンプ12における吸入抵抗の増加、吐出流量の減少による油圧馬力の低下を生じさせ、また油圧回路14中の制御弁における応答の時間遅れを生じさせ、これらによって作業機械の操作性が損われる不都合があるので、前記のように、オイルクーラ16の可変速ファン19の回転速度は、作動油検出温度の低い運転初期は比較的低速に制御し、作動油検出温度が高くなるにしたがって徐々に高速に可変制御することで、そのような不都合を解消する。
【0039】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、検出された外気の温度が一定の低温領域内にある場合は、それに応じて低く設定された作動油制御目標温度を達成するように可変速ファンの回転速度を制御するので、一定の作動油設定温度を境に可変速ファンが始動または増速されることがなく、これにより、可変速ファンから供給された外気に晒されるオイルクーラ表面と、作動油に晒されるオイルクーラ内面との間の温度差も、さほど大きくならないため、オイルクーラに大きな熱歪が発生せず、熱歪による油漏れ故障を防止できる。
【0040】
請求項2記載の発明によれば、検出された外気の温度が一定の低温領域を超える高温領域にある場合は、作動油の温度を一定の作動油制御目標温度を達成するように可変速ファンの回転速度を制御することで、過剰な温度上昇によって引起される作動油の劣化や、オイルクーラの熱歪による油漏れ故障を防止できるオイルクーラ制御方法を提供できる。
【0041】
請求項3記載の発明によれば、外気温度検出手段により検出された外気の温度が一定の低温領域内にある場合は、それに応じて目標温度設定手段により低く設定された作動油制御目標温度を達成するように可変速ファンの回転速度を制御するので、一定の作動油設定温度を境に可変速ファンが始動または増速されることがなく、これにより、可変速ファンから供給された外気に晒されるオイルクーラ表面と、作動油に晒されるオイルクーラ内面との間の温度差も、さほど大きくならないため、オイルクーラに大きな熱歪が発生せず、熱歪による油漏れ故障を防止でき、また、作動油温度検出手段により検出された作動油検出温度が極めて低い場合は、この作動油検出温度を、目標温度設定手段で設定された相対的に高温の作動油制御目標温度と一致させるように、ファン回転速度制御手段が可変速ファンの回転速度を低速に制御するので、可変速ファンの高速回転による過冷却を防止して作動油の低温を早期に解消でき、低温高粘度の作動油による操作性の低下を早期に解消できる。
【0042】
請求項4記載の発明によれば、外気温度検出手段により検出された外気の温度が一定の低温領域を超える高温領域にある場合は、作動油の温度を一定の作動油制御目標温度を達成するようにファン回転速度制御手段により可変速ファンの回転速度を制御することで、過剰な温度上昇によって引起される作動油の劣化や、オイルクーラの熱歪による油漏れ故障を防止できるオイルクーラ制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明に係るオイルクーラ制御装置の一実施の形態を示す回路図、(b)はそのコントローラの機能を示すブロック図である。
【図2】同上制御装置の目標温度設定手段の特性を示す特性図である。
【図3】本発明に係るオイルクーラ制御方法の一実施の形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
14 油圧回路
16 オイルクーラ
19 可変速ファン
28 外気温度検出手段としての外気温度センサ
29 作動油温度検出手段としての作動油温度センサ
31 目標温度設定手段
32 ファン回転速度制御手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧回路の作動油を冷却するオイルクーラ制御方法およびオイルクーラ制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
油圧ショベルなどの作業機械は、油圧シリンダおよび油圧モータなどを作動油により作動する油圧回路を備えており、この油圧回路の作動油は、負荷運転の時間経過とともに温度上昇するが、作動油は、過剰に温度上昇すると油質が劣化したり、油圧回路部品に悪影響を与えるので、作動油を冷却するためのオイルクーラが、エンジン冷却水用のラジエータとともに設置されている。
【0003】
例えば、エンジン冷却水用のラジエータおよび作動油冷却用のオイルクーラへ送風する共通の冷却ファンと、この冷却ファンを回転駆動するための油圧モータと、この油圧モータの回転速度を制御する切換弁と、冷却水の温度を検出する水温センサおよび作動油の温度を検出する油温センサからの出力信号に基づいて切換弁に制御信号を出力するコントローラとを備えた建設機械の冷却制御装置がある。
【0004】
この冷却制御装置は、エンジン冷却水の水温を設定温度80〜90℃以下、また作動油の油温を設定温度70〜80℃以下となるように制御するもので、エンジンが始動すると、水温センサ、油温センサからの出力信号がコントローラに入力され、水温および油温が、それぞれ前記設定温度に達しない状態においては、コントローラは切換弁により、冷却ファンの油圧モータが停止または低速回転するように制御することで、冷却ファンによる送風量がオーバクールとならないようにし、また、水温および油温が前記設定温度に達すると、冷却ファンの油圧モータを始動または増速させるように制御している(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−49427号公報(第3〜4頁、図1〜3)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
これに対し、作動油の温度が低いにもかかわらず、運転開始から冷却ファンを最高回転速度で駆動すると、オーバクールとなり、作動油の温度が低温に維持される時間が長く、低温による高粘度の作動油が、油圧ポンプにおける吸入抵抗の増加、吐出量の減少による油圧馬力の低下を生じさせ、また制御弁における応答の時間遅れを生じさせ、これらによって作業機械の操作性が損われる。
【0007】
一方、前記冷却制御装置は、水温および油温が前記設定温度(水温80〜90℃、油温70〜80℃)に達すると、冷却ファンの回転速度を始動または増速させるように制御するので、次のような問題を生じている。
【0008】
例えば、オイルクーラは、放熱性に優れたアルミニューム製を用いることが望ましいが、70〜80℃もの高温に達した状態のオイルクーラに対して、始動または増速された冷却ファンから強い冷風が供給されると、アルミニューム製のオイルクーラに熱歪が発生し、オイルクーラからの油洩れなどの原因となる。
【0009】
特に、寒冷地では、外気に晒されるオイルクーラ材の表面と、高温の作動油に晒されるオイルクーラ材の内面との間に大きな温度差が生じるため、オイルクーラ材に大きな熱歪が発生し、亀裂や破損による油漏れ故障を起しやすくなる問題が生じている。
【0010】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、外気の温度変化に対応して、オイルクーラの熱歪による油漏れを防止できるオイルクーラ制御方法およびオイルクーラ制御装置を提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載された発明は、油圧回路の作動油を冷却するオイルクーラに冷風を供給する可変速ファンの回転速度を制御するオイルクーラ制御方法であって、外気の温度を検出し、検出された外気の温度が一定の低温領域内にあるときは外気の温度に所定温度を加算した可変温度を作動油制御目標温度として可変速ファンの回転速度を制御するオイルクーラ制御方法であり、検出された外気の温度が一定の低温領域内にある場合は、それに応じて低く設定された作動油制御目標温度を達成するように可変速ファンの回転速度を制御するので、一定の作動油設定温度を境に可変速ファンが始動または増速されることがなく、これにより、可変速ファンから供給された外気に晒されるオイルクーラ表面と、作動油に晒されるオイルクーラ内面との間の温度差も、さほど大きくならないため、オイルクーラに大きな熱歪が発生せず、熱歪による油漏れ故障を防止できる。
【0012】
請求項2に記載された発明は、請求項1記載のオイルクーラ制御方法において、検出された外気の温度が一定の低温領域を超えるときは低温領域内で最も高い一定の作動油制御目標温度を作動油制御目標温度として可変速ファンの回転速度を制御するオイルクーラ制御方法であり、検出された外気の温度が一定の低温領域を超える高温領域にある場合は、作動油の温度を一定の作動油制御目標温度を達成するように可変速ファンの回転速度を制御することで、過剰な温度上昇によって引起される作動油の劣化や、オイルクーラの熱歪による油漏れ故障を防止できる。
【0013】
請求項3に記載された発明は、油圧回路の作動油を冷却するオイルクーラに冷風を供給する可変速ファンの回転速度を制御するオイルクーラ制御装置であって、外気の温度を検出する外気温度検出手段と、外気温度検出手段により検出された外気の温度が一定の低温領域内にあるときは外気の温度に所定温度を加算した可変温度を作動油制御目標温度として設定する目標温度設定手段と、作動油の温度を検出する作動油温度検出手段と、作動油温度検出手段により検出された作動油検出温度を目標温度設定手段により設定された作動油制御目標温度と一致させるように可変速ファンの回転速度を制御するファン回転速度制御手段とを具備したオイルクーラ制御装置であり、外気温度検出手段により検出された外気の温度が一定の低温領域内にある場合は、それに応じて目標温度設定手段により低く設定された作動油制御目標温度を達成するように可変速ファンの回転速度を制御するので、一定の作動油設定温度を境に可変速ファンが始動または増速されることがなく、これにより、可変速ファンから供給された外気に晒されるオイルクーラ表面と、作動油に晒されるオイルクーラ内面との間の温度差も、さほど大きくならないため、オイルクーラに大きな熱歪が発生せず、熱歪による油漏れ故障を防止でき、また、作動油温度検出手段により検出された作動油検出温度が極めて低い場合は、この作動油検出温度を、目標温度設定手段で設定された相対的に高温の作動油制御目標温度と一致させるように、ファン回転速度制御手段が可変速ファンの回転速度を低速に制御するので、可変速ファンの高速回転による過冷却を防止して作動油の低温を早期に解消でき、低温高粘度の作動油による操作性の低下を早期に解消できる。
【0014】
請求項4に記載された発明は、請求項3記載の目標温度設定手段が、外気温度検出手段により検出された外気の温度が一定の低温領域を超えるときは低温領域内で最も高い一定の作動油制御目標温度を作動油制御目標温度として設定するオイルクーラ制御装置であり、外気温度検出手段により検出された外気の温度が一定の低温領域を超える高温領域にある場合は、作動油の温度を一定の作動油制御目標温度を達成するようにファン回転速度制御手段により可変速ファンの回転速度を制御することで、過剰な温度上昇によって引起される作動油の劣化や、オイルクーラの熱歪による油漏れ故障を防止できる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図1乃至図3に示された一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
【0016】
図1(a)に示されるように、エンジン11により駆動されるメイン油圧ポンプ12の吐出ライン13は、油圧ショベルなどの作業機械を作動する油圧モータまたは油圧シリンダなどの油圧回路14に接続されている。
【0017】
この油圧回路14で仕事をした作動油は温度上昇するので、その作動油を作動油タンク15に戻す前に冷却するためのオイルクーラ16が設置されている。
【0018】
このオイルクーラ16は、エンジン冷却用のラジエータ17およびターボチャージャ吸気冷却用のインテークエアクーラ18と共用または個別の冷却ファンとしての可変速ファン19を備え、この可変速ファン19の外気吸引作用により外部から冷風の供給を受ける。
【0019】
この可変速ファン19は、エンジン11により駆動されるサブ油圧ポンプ21から供給された作動油により回転される油圧モータ22によって駆動される。
【0020】
サブ油圧ポンプ21は、コントローラ23からの制御信号に応じて動作するアクチュエータ24により制御される容量可変手段25を備えた可変容量型ポンプであり、容量可変手段25により可変制御されたポンプ容量に応じてポンプ吐出流量が変化するので、このポンプ吐出流量に応じて油圧モータ22の回転速度を可変制御でき、この油圧モータ22により駆動される可変速ファン19の回転速度も可変制御できる。
【0021】
コントローラ23には、レバー中立状態が一定時間継続されると、エンジン11の回転速度を一定の低速に自動制御する制御装置(AEC)が内蔵され、この制御装置を機能させるためのスイッチ27が接続されている。
【0022】
さらに、コントローラ23には、外気の温度を検出する外気温度検出手段としての外気温度センサ28と、作動油の温度を検出する作動油温度検出手段としての作動油温度センサ29とが、それぞれ接続されている。
【0023】
外気温度センサ28は、例えば油圧ショベルの場合は上部旋回フレームの周縁スカート部などに設置し、また、作動油温度センサ29は、例えば作動油タンク15に設置することが望ましいが、オイルクーラ16の出口部に設置しても良い。
【0024】
図1(b)は、オイルクーラ制御装置を示し、外気の温度を検出する前記外気温度センサ28と、作動油の温度を検出する前記作動油温度センサ29とに加えて、目標温度設定手段31と、ファン回転速度制御手段32とを備えている。
【0025】
コントローラ23は、外気温度センサ28により検出された外気の温度から目標温度設定手段31が決定した作動油制御目標温度と、作動油温度センサ29により検出されてフィードバックされた作動油検出温度との誤差を演算するための比較器33を備え、この比較器33から出力された誤差信号Eがファン回転速度制御手段32に入力されるフィードバック制御系を構成している。
【0026】
このファン回転速度制御手段32は、図1(b)に示されるように、作動油温度センサ29により検出された作動油検出温度を目標温度設定手段31により設定された作動油制御目標温度と一致させるように可変速ファン19の回転速度を制御するもので、コントローラ23内に設けられたファン回転速度演算部32aと、サブ油圧ポンプ21などに設けられた実行部32bとを備えている。
【0027】
ファン回転速度演算部32aは、例えば基礎となる回転速度Nefを有しており、前記誤差信号Eを例えば比例積分要素で演算処理して求めた回転速度により、基礎となる回転速度Nefを加減調整することで、目標とするファン回転速度を算出するものである。
【0028】
ファン回転速度制御手段32の実行部32bは、ファン回転速度演算部32aからのファン回転速度制御信号に応じて動作する前記アクチュエータ24によりサブ油圧ポンプ21の容量可変手段25を制御して、油圧モータ22の回転速度を可変制御することで、可変速ファン19の回転速度を可変制御する一連の機構である。
【0029】
図2に示されるように、前記の目標温度設定手段31は、外気温度センサ28により検出された外気の温度が一定の例えば20℃以下の低温領域内にあるときは、外気の温度に所定温度、例えば36℃を加算した可変温度を作動油制御目標温度として設定し、また、外気温度センサ28により検出された外気の温度が例えば20℃を超えるときは、20℃以下の低温領域内で最も高い一定の作動油制御目標温度、例えば56℃を作動油制御目標温度として設定するものである。なお、大気の温度が異常な高温状態まで上昇した場合は、大気の温度が上昇するにしたがって作動油制御目標温度を上昇させるようにしても良い。
【0030】
次に、図3に示されたフローチャートにより、コントローラ23による制御方法の一例を説明する。なお、図中の丸数字は制御手順を示すステップ番号である。
【0031】
外気温度センサ28により検出された外気の温度を読込み(ステップ1)、検出された外気の温度が一定の例えば20℃以下の低温領域内にあるか否かを判断し(ステップ2)、この一定の低温領域内にあるときは(ステップ2でYES)、外気の温度に所定温度、例えば36℃を加算した可変温度を作動油制御目標温度とし(ステップ3)、この作動油制御目標温度が達成されるように可変速ファン19の回転速度を制御する(ステップ4)。
【0032】
また、検出された外気の温度が20℃を超えたと判断したときは(ステップ2でNO)、低温領域内で最も高い一定の作動油制御目標温度すなわち56℃を作動油制御目標温度とし(ステップ5)、この作動油制御目標温度が達成されるように可変速ファン19の回転速度を制御する(ステップ4)。
【0033】
次に、この実施の形態の作用効果を説明する。
【0034】
外気温度センサ28により検出された外気の温度が、例えば20℃以下の一定の低温領域内にある場合は、それに応じて目標温度設定手段31により外気の温度に例えば36℃だけ加算された比較的低温の作動油制御目標温度が設定され、この作動油制御目標温度を達成するように、ファン回転速度制御手段32が、コントローラ23のファン回転速度演算部32aからの制御信号に応じて動作する実行部32bのアクチュエータ24により、サブ油圧ポンプ21の容量可変手段25を制御することで、油圧モータ22の回転速度すなわち可変速ファン19の回転速度を制御する。
【0035】
このように外気の温度が低いほど制御目標温度が低く設定され、この制御目標温度がファン回転速度制御手段32により達成されるので、一定の作動油設定温度を境に可変速ファン19が始動または増速されることがなく、これにより、可変速ファン19から供給された外気に晒されるオイルクーラ16の表面と、作動油に晒されるオイルクーラ16の内面との間の温度差も、さほど大きくならないため、オイルクーラ16に大きな熱歪が発生せず、熱歪による油漏れ故障を防止できる。
【0036】
一方、外気温度センサ28により検出された外気の温度が一定の例えば20℃を超える高温領域にある場合は、作動油の温度を一定の作動油制御目標温度、例えば56℃を達成するようにファン回転速度制御手段32が可変速ファン19の回転速度を制御することで、過剰な温度上昇によって引起される作動油の劣化や、オイルクーラ16の熱歪による油漏れ故障を防止できる。
【0037】
また、作動油温度センサ29により検出された作動油検出温度が極めて低い場合は、この作動油検出温度を、目標温度設定手段31で設定された相対的に高温の作動油制御目標温度と一致させるように、ファン回転速度制御手段32が可変速ファン19の回転速度を低速に制御するので、可変速ファン19の高速回転による過冷却を防止して作動油の低温を早期に解消でき、低温高粘度の作動油による操作性の低下を早期に解消できる。
【0038】
これに対して、作動油検出温度が極めて低いにもかかわらず、運転開始から可変速ファン19を最高回転速度で駆動すると、作動油の温度が低温に維持される時間が長く、低温による高粘度の作動油が、メイン油圧ポンプ12における吸入抵抗の増加、吐出流量の減少による油圧馬力の低下を生じさせ、また油圧回路14中の制御弁における応答の時間遅れを生じさせ、これらによって作業機械の操作性が損われる不都合があるので、前記のように、オイルクーラ16の可変速ファン19の回転速度は、作動油検出温度の低い運転初期は比較的低速に制御し、作動油検出温度が高くなるにしたがって徐々に高速に可変制御することで、そのような不都合を解消する。
【0039】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、検出された外気の温度が一定の低温領域内にある場合は、それに応じて低く設定された作動油制御目標温度を達成するように可変速ファンの回転速度を制御するので、一定の作動油設定温度を境に可変速ファンが始動または増速されることがなく、これにより、可変速ファンから供給された外気に晒されるオイルクーラ表面と、作動油に晒されるオイルクーラ内面との間の温度差も、さほど大きくならないため、オイルクーラに大きな熱歪が発生せず、熱歪による油漏れ故障を防止できる。
【0040】
請求項2記載の発明によれば、検出された外気の温度が一定の低温領域を超える高温領域にある場合は、作動油の温度を一定の作動油制御目標温度を達成するように可変速ファンの回転速度を制御することで、過剰な温度上昇によって引起される作動油の劣化や、オイルクーラの熱歪による油漏れ故障を防止できるオイルクーラ制御方法を提供できる。
【0041】
請求項3記載の発明によれば、外気温度検出手段により検出された外気の温度が一定の低温領域内にある場合は、それに応じて目標温度設定手段により低く設定された作動油制御目標温度を達成するように可変速ファンの回転速度を制御するので、一定の作動油設定温度を境に可変速ファンが始動または増速されることがなく、これにより、可変速ファンから供給された外気に晒されるオイルクーラ表面と、作動油に晒されるオイルクーラ内面との間の温度差も、さほど大きくならないため、オイルクーラに大きな熱歪が発生せず、熱歪による油漏れ故障を防止でき、また、作動油温度検出手段により検出された作動油検出温度が極めて低い場合は、この作動油検出温度を、目標温度設定手段で設定された相対的に高温の作動油制御目標温度と一致させるように、ファン回転速度制御手段が可変速ファンの回転速度を低速に制御するので、可変速ファンの高速回転による過冷却を防止して作動油の低温を早期に解消でき、低温高粘度の作動油による操作性の低下を早期に解消できる。
【0042】
請求項4記載の発明によれば、外気温度検出手段により検出された外気の温度が一定の低温領域を超える高温領域にある場合は、作動油の温度を一定の作動油制御目標温度を達成するようにファン回転速度制御手段により可変速ファンの回転速度を制御することで、過剰な温度上昇によって引起される作動油の劣化や、オイルクーラの熱歪による油漏れ故障を防止できるオイルクーラ制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明に係るオイルクーラ制御装置の一実施の形態を示す回路図、(b)はそのコントローラの機能を示すブロック図である。
【図2】同上制御装置の目標温度設定手段の特性を示す特性図である。
【図3】本発明に係るオイルクーラ制御方法の一実施の形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
14 油圧回路
16 オイルクーラ
19 可変速ファン
28 外気温度検出手段としての外気温度センサ
29 作動油温度検出手段としての作動油温度センサ
31 目標温度設定手段
32 ファン回転速度制御手段
Claims (4)
- 油圧回路の作動油を冷却するオイルクーラに冷風を供給する可変速ファンの回転速度を制御するオイルクーラ制御方法であって、
外気の温度を検出し、
検出された外気の温度が一定の低温領域内にあるときは外気の温度に所定温度を加算した可変温度を作動油制御目標温度として可変速ファンの回転速度を制御する
ことを特徴とするオイルクーラ制御方法。 - 検出された外気の温度が一定の低温領域を超えるときは低温領域内で最も高い一定の作動油制御目標温度を作動油制御目標温度として可変速ファンの回転速度を制御する
ことを特徴とする請求項1記載のオイルクーラ制御方法。 - 油圧回路の作動油を冷却するオイルクーラに冷風を供給する可変速ファンの回転速度を制御するオイルクーラ制御装置であって、
外気の温度を検出する外気温度検出手段と、
外気温度検出手段により検出された外気の温度が一定の低温領域内にあるときは外気の温度に所定温度を加算した可変温度を作動油制御目標温度として設定する目標温度設定手段と、
作動油の温度を検出する作動油温度検出手段と、
作動油温度検出手段により検出された作動油検出温度を目標温度設定手段により設定された作動油制御目標温度と一致させるように可変速ファンの回転速度を制御するファン回転速度制御手段と
を具備したことを特徴とするオイルクーラ制御装置。 - 目標温度設定手段は、
外気温度検出手段により検出された外気の温度が一定の低温領域を超えるときは低温領域内で最も高い一定の作動油制御目標温度を作動油制御目標温度として設定する
ことを特徴とする請求項3記載のオイルクーラ制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003030709A JP3940087B2 (ja) | 2003-02-07 | 2003-02-07 | オイルクーラ制御方法およびオイルクーラ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003030709A JP3940087B2 (ja) | 2003-02-07 | 2003-02-07 | オイルクーラ制御方法およびオイルクーラ制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004239389A JP2004239389A (ja) | 2004-08-26 |
JP3940087B2 true JP3940087B2 (ja) | 2007-07-04 |
Family
ID=32957520
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003030709A Expired - Fee Related JP3940087B2 (ja) | 2003-02-07 | 2003-02-07 | オイルクーラ制御方法およびオイルクーラ制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3940087B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105317789A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-02-10 | 中联重科股份有限公司渭南分公司 | 液压独立散热控制方法、装置和系统 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005344766A (ja) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Komatsu Ltd | 作業車両の油圧回路 |
JP4725345B2 (ja) * | 2006-02-08 | 2011-07-13 | 日立建機株式会社 | 油圧駆動式産業機械 |
EP2672008B1 (de) * | 2012-06-05 | 2018-01-10 | Joseph Vögele AG | Straßenfertiger und Verfahren zum Einbauen von Mischgut mit einem Straßenfertiger |
JP7176976B2 (ja) * | 2019-02-20 | 2022-11-22 | 日立建機株式会社 | 作業機械 |
CN111173807A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-05-19 | 南通艾斯安液压科技有限公司 | 一种可控制温度的液压系统换热器 |
CN114670247B (zh) * | 2022-04-20 | 2023-12-08 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | 破拆机器人的散热系统和破拆机器人 |
-
2003
- 2003-02-07 JP JP2003030709A patent/JP3940087B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105317789A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-02-10 | 中联重科股份有限公司渭南分公司 | 液压独立散热控制方法、装置和系统 |
CN105317789B (zh) * | 2015-11-27 | 2018-06-29 | 中联重科股份有限公司渭南分公司 | 液压独立散热控制方法、装置和系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004239389A (ja) | 2004-08-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100688854B1 (ko) | 팬회전속도 제어방법 | |
EP3115570B1 (en) | Control device for construction machine cooling fan | |
US20070006824A1 (en) | Controlling system for cooling fan | |
KR100693676B1 (ko) | 팬회전수 제어방법 | |
KR100631071B1 (ko) | 건설기계의 펌프 유량 제어 장치 및 그 제어 방법 | |
KR100688853B1 (ko) | 팬회전수 제어방법 | |
US7953520B2 (en) | Cooling fan controller for controlling revolving fan based on fluid temperature and air temperature | |
JP3940087B2 (ja) | オイルクーラ制御方法およびオイルクーラ制御装置 | |
JP3295650B2 (ja) | ファン回転数制御方法およびその装置 | |
JPH07224657A (ja) | ブレード角度調整可能な冷却ファンが備えられたエンジン冷却システム | |
JP4504276B2 (ja) | 作業機械のエンジン制御装置 | |
JP6476953B2 (ja) | 建設機械の油圧回路 | |
JP3088565B2 (ja) | 油圧駆動機械の油圧ポンプ制御装置およびその制御方法 | |
KR100652874B1 (ko) | 건설기계의 냉각팬 회전수 제어장치 및 그 제어방법 | |
JP2008031752A (ja) | 作業機械における冷却ファン | |
JP2896366B2 (ja) | 油圧駆動機械の油圧ポンプ制御方法およびその装置 | |
JP2000303838A (ja) | エンジン負荷制御装置 | |
JP2005036881A (ja) | 油圧回路の油温制御方法 | |
KR100723580B1 (ko) | 건설중장비의 냉각팬 회전수 제어장치 및 제어방법 | |
JP2002061611A (ja) | 油圧式クローラクレーンの過冷却防止装置 | |
JP4743512B2 (ja) | エンジン制御装置 | |
JP4458417B2 (ja) | 作業用機械におけるオーバーヒート防止システム | |
KR101038058B1 (ko) | 건설장비의 냉각팬 회전수 가변 제어방법 | |
JPH06330748A (ja) | エンジンの冷却ファン駆動装置 | |
JP2001303955A (ja) | 建設機械のファン駆動装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050913 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070302 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070307 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070329 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |